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当期目录

    2022年 第42卷 第3期    刊出日期:2022-05-20
    植物分类学
    中国东北地区石松类和蕨类植物区系研究
    李岩, 曹伟, 何欢, 张粤, 苏道岩, 陈玮
    2022, 42(3):  321-328.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.001
    摘要 ( 538 )   HTML ( 44)   PDF (563KB) ( 327 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    中国东北地区是我国北方石松类和蕨类植物最丰富地区,对其区系的系统研究是区域石松类和蕨类植物资源管理的基础和前提。本研究在文献分析和标本查阅的基础上,探讨了东北地区石松类和蕨类植物区系及其特征。结果表明:①东北地区有石松类和蕨类植物19科48属141种(含种下分类群)。②东北地区石松类和蕨类植物区系属温带性质,且包含一定的热带和寒带性质的成分,体现其地理成分的复杂性。③优势科属明显,7个优势科的种数占全部种数的63.83%,6个优势属的种数占全部种数的46.10%;单种和寡种属较多,占总属数的83.33%,所包含的种却只占总种数的47.52%。④东北地区是木贼科(Equisetaceae)在中国的重要分布区。⑤东北地区分布有石松类和蕨类植物的中国特有种30种,东北地区特有种4种(长白石杉Huperzia asiatica、宽鳞蹄盖蕨Athyrium yokoscense var. kirismaense、长齿对囊蕨Deparia pycnosora var. longidens和长白山金星蕨Parathelypteris changbaishanensis)。本研究是东北地区植物区系研究的必要补充,具有重要的理论和实践意义。

    中国9个合瓣花植物名称原白中排印错误之更正
    林云, 孙茜, 陈雅丽, 敬璇
    2022, 42(3):  329-340.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.002
    摘要 ( 347 )   HTML ( 31)   PDF (33005KB) ( 253 )  
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    根据《国际藻类、菌物和植物命名法规》(深圳法规)规则9.2的精神,对我国9个合瓣花植物名称原白中指定的主模式标本错误信息做了更正,这些植物名称是美花补血草、假轮状糙苏、崇安鼠尾草、京黄芩大花变种、长序母草、微唇马先蒿、税氏唇柱苣苔、光萼党参和软叶久苓菊。

    系统与进化
    松属针叶角质层微形态特征在分类学中的应用
    李俊, 段雅萍, 蔡秀珍, 王婷, 潘柏含
    2022, 42(3):  341-351.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.003
    摘要 ( 329 )   HTML ( 29)   PDF (4711KB) ( 329 )  
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    角质层是表皮细胞壁表面的一层不透水的脂肪性物质。角质层与表皮细胞紧密结合,植物表皮细胞形态和排列方式、气孔器的形态结构等微形态特征均能在角质层上反映出来。利用光学显微镜和扫描电镜对松属(Pinus)12种植物针叶角质层微形态特征进行观察和比较,详细描述20个性状,其中12个性状来自角质层内表面,8个性状来自角质层外表面。结果表明,这些特征可为该属属下分类和相似种的鉴别提供有用信息,具有重要的分类学意义:①表皮细胞长度、表皮毛长度、角质层外表面起伏程度、表皮细胞轮廓、有无气孔塞和针絮状物质等角质层微形态特征具有自身特异性,在属下可作为松属组级水平上的分类依据。角质层微形态 特征不支持将五针松组(P. Section Cembra)和白皮松组(P. Section Parrya)合并为P. Section Quinquefolius的观点,亦不支持将油松组(P. Section Pinus)分成P. Section PinusP. Section Trifolius的看法。②白皮松(P. bungeana)针叶角质层微形态特征既与五针松组有相同之处,又与油松组有相似之处,还有部分特征显示出不同于松属其他种类的独特性,可为白皮松亚属(P. Subgenus Parrya)的建立提供新依据。③扫描电镜下表皮细胞垂周壁纹路,气孔塞有无和外表面气孔形状等特征可为形态相似种火炬松(P. taeda)和湿地松(P. elliottii)提供种间界定依据。

    海金沙卵发生的组织化学研究
    郭严冬, 张明霞, 周义峰, 戴锡玲, 王全喜, 曹建国
    2022, 42(3):  352-357.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.004
    摘要 ( 227 )   HTML ( 4)   PDF (4608KB) ( 200 )  
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    采用组织化学方法对海金沙(Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.)卵发生进行了研究。高碘酸-锡夫反应(PAS反应)结果显示:颈沟和腹沟细胞外产生的黏性物质为多糖类物质;在卵细胞发生早期颈卵器细胞内均含有质体,且淀粉粒含量丰富,随着颈卵器的发育,卵细胞以及颈沟和腹沟细胞内淀粉粒数量和体积均逐渐减少,最后退化消失。苏丹黑B反应结果显示:海金沙颈沟和腹沟细胞外产生的黏性物质也含有脂类物质,而卵细胞内并未有明显脂类物质产生;卵细胞质膜处也并没有糖类或脂类物质的积累。本研究从组织化学角度佐证了海金沙的特殊性,即既有原始蕨类的特征,又有进化蕨类的特征。

    布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响
    郭严冬, 曹建国, 周义峰, 戴锡玲, 王全喜, 张明霞
    2022, 42(3):  358-363.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.005
    摘要 ( 268 )   HTML ( 26)   PDF (8402KB) ( 180 )  
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    以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides L. Brongn.)为供试材料,设置不同质量浓度布雷菲德菌素A(BFA)分别处理10、20、30 h,采用光学显微镜和电镜对其树脂切片进行了观察;在此基础上,进行高碘-酸锡夫反应(PAS)和苏丹黑B反应。结果显示:对照组(未经BFA处理)发育卵中期的水蕨卵细胞较大,核仁呈圆形,细胞内高尔基体、内质网等细胞器完整;卵细胞和腹沟细胞间的受精孔清晰可见,二者间的分离腔内仅有极少量的泡状分泌物;卵膜较厚,有明显的层次。而处理组卵细胞的受精孔和卵膜不典型,由数量较多、大小不一的囊泡组成;受精孔下方有较多的线粒体和少量的高尔基体分布;高尔基体、内质网等膜性细胞器已断裂;细胞核上方和卵膜下方均分布着大量的嗜锇性囊泡,分离腔中充满了絮状物质。组织定位显示:对照组的分离腔较空,而处理组分离腔内充满着多糖类物质。综上所述,BFA会对卵细胞中的内质网和高尔基体等膜性细胞器造成破坏,影响分泌系统的正常功能,进而影响卵膜及受精孔的形成。本研究结果为进一步探索受精孔形成的机制以及蕨类植物生殖生物学的研究奠定了基础。

    自交与异交象牙参属植物的蜜腺结构及其生物学意义
    王雯婧, 陈虹帆, 邵国峻, 廖虹, 赵建立, 李庆军
    2022, 42(3):  364-372.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.006
    摘要 ( 396 )   HTML ( 29)   PDF (4366KB) ( 269 )  
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    蜜腺是有花植物与传粉昆虫构建互惠关系的关键花部结构,解析不同繁殖特性物种间蜜腺结构的差异可为理解有花植物繁殖特性的演化提供理论依据。以传粉系统高度特化、异交实现有性生殖的早花象牙参(Roscoea cautleoides)和缺乏有效传粉者、主动自交实现有性生殖的无柄象牙参(R. schneideriana)为材料,通过野外测量2个物种蜜腺特性、超景深显微镜观察和石蜡切片染色,探究早花象牙参与无柄象牙参在蜜腺分布位置、外部形态及内部结构的异同。结果表明:2个物种均具有结构蜜腺,从外部形态来看,早花象牙参蜜腺体积较大、分泌糖浓度较高的花蜜,而无柄象牙参蜜腺体积较小、无花蜜分泌;从内部结构来看,早花象牙参蜜腺结构特化、各个组成部分有明显的区分,而无柄象牙参蜜腺出现一定程度的退化。该研究结果为揭示早花象牙参与无柄象牙参在花部特征、传粉机制及繁育系统的差异以及无柄象牙参蜜腺无花蜜分泌的可能机理提供了重要的形态学依据,也为深入地探讨植物与传粉动物间的协同进化关系以及理解蜜腺多样性的起源与维持机制奠定了科学基础。

    遗传与育种
    基于全基因组SNP分子标记分析青海云杉遗传结构
    张宏斌, 吕东, 赵明, 赵祜, 赵兴鹏, 李伟
    2022, 42(3):  373-382.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.007
    摘要 ( 319 )   HTML ( 28)   PDF (1872KB) ( 231 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    以张掖龙渠青海云杉(Picea crassifolia)无性系种子园中的106个青海云杉亲本无性系为研究材料,采用改良CTAB法,提取的青海云杉基因组DNA,构建SLAF文库并进行高通量测序,之后分析SLAF测序数据和筛选SNP位点,基于邻接法分析得到样品的聚类情况。研究得出:将测序的水稻日本晴reads与其参考基因组进行比对,显示本试验双端比对效率为95.33%,说明SLAF建库成功。本研究中所测序列的Q30较高,碱基测 序错误率低,测序质量高;本研究共开发4 058 883个SLAF标签,标签的平均测序深度为21.21×。共开发 12 275 765个青海云杉SNP标记,各青海云杉样本的SNP数量为1 890 934~4 487 841。利用已开发的高质量青海云杉SNP标记,构建了106个青海云杉的系统发育树,发现来自不同种源的青海云杉在各组中分布比较均匀,不同种源的青海云杉多聚为一类。通过SNP标记和主成分分析,这些无性系来源于同一个祖先的可能性较大,表明无性系间亲缘关系相近。为今后遗传多样性的分析、遗传图谱的构建等提供了基础数据,也为青海云杉初级种子园去劣疏伐提供依据,为高世代种子园的营建奠定基础。

    长白落叶松半同胞家系生长和木材性状遗传变异与联合选择
    周雪燕, 王璧莹, 郝雪峰, 胡兴国, 吴江涛, 郎凯, 胡钦波, 赵曦阳
    2022, 42(3):  383-393.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.008
    摘要 ( 263 )   HTML ( 28)   PDF (683KB) ( 203 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    长白落叶松(Larix olgensis)是我国东北重要的用材树种,根据生长和木材性状对其进行综合选择至关重要。本研究以吉林省延边自治区汪清林业局32年生的49个长白落叶松半同胞家系为材料,对其9个生长性状(树高、地径、胸径、3 m径、材积、尖削度、冠幅、分枝角和通直度)和4个木材性状(木材基本密度、管胞长度、管胞宽度和管胞长宽比)进行测定与分析。结果表明:不同变异来源间所有性状差异均达极显著水平(P<0.01);各性状家系遗传力均较高(0.51~0.96);表型变异系数为3.04%(分枝角)~23.15%(冠幅);各性状相关系数为-0.367(管胞宽度与管胞长宽比)~0.994(胸径与材积);主成分分析结果表明,4个主成分的累计贡献率达到78.46%,包含了家系生长性状和木材性状的大部分信息;分别以生长和木材性状对家系进行综合评价,初步筛选出5个生长性状优良家系(S78、S81、S80、S84和S83)和5个木材性状优良家系(S37、S51、S6、S30和S19),结合生长和木材性状初步筛选出5个优良家系(S89、S74、S76、S82和S83)。本研究初选的材料可以为良种选育提供基础,亲本可以为改良种子园营建提供材料。

    构树转录因子BpbZIP1的鉴定及镉胁迫响应分析
    陈思思, 谢牧洪, 崔茂凯, 李文凯, 徐正刚, 贾彩霞, 杨桂燕
    2022, 42(3):  394-402.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.009
    摘要 ( 289 )   HTML ( 31)   PDF (3712KB) ( 284 )  
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    重金属污染不仅影响土壤有效面积,限制植被分布,也会对食物链和人体健康造成危害,其中镉(Cd)污染尤为突出。选择重金属耐受性强的植物应用于尾矿区的土壤修复亟待进行。构树(Broussonetia papyrifera)是重金属污染土壤的先锋树种,为探明构树响应重金属胁迫的分子机制,本研究从构树中克隆获得1个碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)转录因子(命名为BpbZIP1),对其基本生物信息、Cd胁迫响应及转化酵母的功能进行分析,预测BpbZIP1响应Cd的功能。结果显示,BpbZIP1基因开放阅读框长1 713 bp,编码的蛋白含570个氨基酸,分子量为62 902.38 Da,等电点为4.62。与拟南芥(Arabidopsis thalianaAtbZIP1具有较近的进化关系。在150 μmol·L-1 CdCl2处理下,BpbZIP1基因能被不同程度的诱导表达,在3 h时BpbZIP1在根中的表达为对照的17.4倍。将BpbZIP1转入酵母能显著提高转基因酵母的抗Cd能力,当浓度高于0.6%时,转基因酵母的生长活力是对照的1.54~1.71倍。以上结果表明BpbZIP1基因能积极响应Cd胁迫,其表达可改善Cd胁迫耐受力,是构树Cd胁迫响应的重要基因。

    中国‘苦水’玫瑰杂交育性的初步研究
    汪颖, 张玉洁, 焦子惠, 李雪丽, 王凯, 达晓伟, 孙坤, 张辉
    2022, 42(3):  403-411.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.010
    摘要 ( 355 )   HTML ( 34)   PDF (3519KB) ( 181 )  
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    油用玫瑰主栽品种‘苦水’玫瑰的栽培园区总见千花无果现象,为此,本研究对‘苦水’玫瑰的杂交育性进行了遗传学研究。授粉试验发现,自然授粉和人工辅助授粉时‘苦水’玫瑰自交不结实;异交时,‘苦水’玫瑰作为母本与‘丰花’玫瑰、‘四季’玫瑰、‘艳霞’玫瑰、重瓣黄刺玫之间具有亲和性,而作为父本与杂交母本都无法成功授粉结实。在雄蕊花瓣化、P/O值、花粉异型性和花粉萌发率等生殖特征中发现‘苦水’玫瑰的花粉畸形现象严重,萌发率近似为零。进而,显微观察小孢子母细胞减数分裂各时相发现‘苦水’玫瑰中存在染色体分配行为不协调,胞质分裂不均一,四分体中有三分体等异常现象。由此可见‘苦水’玫瑰的异常减数分裂行为致花粉败育妨碍其做父本时的受精结实,故雄性不育而非蔷薇科常见的自交不亲和性,是‘苦水’玫瑰自交不结实的主要原因,也表明作为母本通过杂交育种方法改良‘苦水’玫瑰的种质是可行的。

    分子生物学
    毛果杨nsLTP基因家族全基因组水平鉴定及其表达特性分析
    程赫, 田双慧, 张洋, 刘聪, 夏德安, 魏志刚
    2022, 42(3):  412-423.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.011
    摘要 ( 324 )   HTML ( 32)   PDF (6026KB) ( 207 )  
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    植物非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer proteins,nsLTP)是一类多基因家族编码碱性蛋白,负责脂肪酸体外结和与膜之间的磷脂转移,在植物生长发育和逆境胁迫响应中扮演着重要角色。目前为止,尚无模式植物毛果杨(Populus trichocarpansLTP家族的研究报导。本研究从全基因组水平对PtrnsLTP家族成员的基因数量、亲缘关系、基因结构、编码蛋白保守基序等特性进行了分析,结果表明:PtrnsLTP家族共由39个基因组成,进化成5个亚家族,其中A亚族含有6个基因、B亚族含有2个、C亚族含有13个、D亚族含有3个、E亚族含有15个。PtrnsLTP家族包含7对旁系同源基因,其中1对大于1,6对Ka/Ks均远小于1,且这6对基因均处于同一个大的进化分支上,进化压力的不同导致基因间的功能出现了分化,编码蛋白均含有Motif 1和 Motif 2保守基序。利用qRT-PCR技术并结合杨树转录组数据对PtrnsLTP的组织表达与盐胁迫响应特性研究发现:各家族成员在毛果杨根、茎和叶中均有表达且经qRT-PCR技术验证后与网站预测结果基本吻合,有11、15和13个成员分别在根、茎和叶中有较高的表达,表明该基因家族参与了杨树不同组织的生长发育;NaCl胁迫下,该家族39个基因中分别有26个成员在根部、14个成员在叶部表达量随着胁迫时间的增加而升高,而32个基因在茎部表现为先升高后降低的趋势。本研究结果对于PtrnsLTP家族基因生物学功能的鉴定与盐胁迫响应基因资源的工作有着积极的推动作用。

    萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析
    黄东梅, 陈颖, 白露, 倪迪安, 徐奕扬, 张志国, 秦巧平
    2022, 42(3):  424-436.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.012
    摘要 ( 2177 )   HTML ( 30)   PDF (6041KB) ( 214 )  
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    低温胁迫是萱草(Hemerocallis fulva)生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理(10、5、0 ℃)下转录组与对照(15 ℃)数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5OFPsSWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。

    红花变豆菜叶绿体基因组结构及同属种间关系研究
    杨晨, 姚雪莹, 陈志祥, 王奇志
    2022, 42(3):  437-445.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.013
    摘要 ( 3626 )   HTML ( 29)   PDF (2185KB) ( 236 )  
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    红花变豆菜(Sanicula rubriflora F. Schmidt)是有药用价值的植物,全株干燥后与其他药用同属植物易混淆,种间关系存在争议,通过高通量测序技术对红花变豆菜叶绿体基因组测序,利用生物信息学方法对测序数据进行拼接、注释,首次报道红花变豆菜叶绿体基因组结构及特点,利用叶绿体基因组数据,提供种间分类新证据,并且分析相关类群的进化关系。S. rubriflora叶绿体基因组序列的长度为155 721 bp,其中包括一个85 981 bp的大单拷贝区(large single copy,LSC)和一个17 060 bp的小单拷贝区(small single-copy region,SSC),它们被两个26 340 bp的反向重复区(inverted repeat sequence,IRs)隔开。红花变豆菜叶绿体基因组GC含量为38.20%,包含129个基因,其中84个蛋白质编码基因,37个tRNA基因和8个rRNA基因。红花变豆菜叶绿体基因组结构具有高度保守性,其中编码基因共有51 907个密码子,最多编码5 095个亮氨酸,最少编码689个色氨酸,简单重复序列分析共发现32个位点,大多数是单碱基重复的A/T类型。叶绿体基因组聚类结果支持天胡荽亚科(Hydrocotyloideae)是伞形科(Umbelliferae)内比较原始的类群;变豆菜亚科(Saniculoideae)和芹亚科(Apioideae)为姊妹类群,是伞形科较进化的类群;变豆菜属植物是一个相对自然的类群;红花变豆菜与黄花变豆菜(S. flavovirens)为近缘姊妹种,但是两者形态和地理分布差异较大。该研究结果为变豆菜属属下种间鉴定及其种间演化奠定基础。

    苦马豆叶绿体基因组结构及其特征分析
    苏丹丹, 刘玉萍, 刘涛, 郑长远, 张雨, 王亚男, 秦娜, 苏旭
    2022, 42(3):  446-454.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.014
    摘要 ( 2364 )   HTML ( 33)   PDF (3045KB) ( 232 )  
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    利用Illumina高通量测序平台对苦马豆(Sphaerophysa salsula)进行测序和组装,获得完整的苦马豆叶绿体基因组序列。组装结果表明,苦马豆叶绿体基因组全长123 327 bp,存在IR区丢失,不具有四分体结构;注释结果显示,苦马豆叶绿体基因组共编码108个基因,其中包含74个蛋白编码基因、4个rRNA基因和30个tRNA基因;叶绿体基因组序列上共检测到99个SSR位点,包含75个单核苷酸、17个二核苷酸和7个三核苷酸重复单元;系统发育分析显示,苦马豆和骆驼刺为姊妹群,亲缘关系最近。这为今后苦马豆遗传多样性、群体遗传结构和物种形成机制研究奠定了基础。

    生理与生态
    不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H2S产生和活性氧代谢的影响
    刘建新, 刘瑞瑞, 刘秀丽, 贾海燕, 卜婷, 李娜
    2022, 42(3):  455-465.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.015
    摘要 ( 2175 )   HTML ( 27)   PDF (991KB) ( 205 )  
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    为了解气体信号硫化氢(H2S)对盐碱胁迫下裸燕麦(Avena nuda)活性氧(ROS)代谢的调节效应,筛选和确定H2S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期(幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期)喷施0、25、50、100、200、400 μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(NaHS)对3.0 g·kg-1盐碱混合 (NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3摩尔比为12∶8∶9∶1)胁迫下裸燕麦叶片H2S含量、H2S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明:喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H2S、超氧阴离子()、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量及LCD、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性存在显著影响。与喷施0 μmol?L-1 NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H2S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少、H2O2和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200 μmol?L-1 NaHS的综合评价值(D)最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200 μmol?L-1 NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。

    不同种植年限对花椒根际土壤理化性质和微生物群落的影响
    廖礼彬, 石福孙, 张楠楠, 陈晓霞, 补欢欢, 孙福勇
    2022, 42(3):  466-474.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.016
    摘要 ( 271 )   HTML ( 29)   PDF (1100KB) ( 213 )  
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    为揭示不同种植年限对花椒根际微生态系统的影响,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法结合土壤养分和酶活性分析,研究了种植年限1、15、30 a的花椒根际土壤的理化性质和微生物群落变化。结果显示,随着种植年限的增加,土壤pH和多酚氧化酶活性呈下降趋势,土壤速效钾和速效磷在15、30 a时显著增加。土壤微生物总PLFA、真菌、革兰氏阴性细菌(G-)PLFA含量均随种植年限呈增加趋势,30a时达到最大,分别为401.95、88.14、118.61 μg·g-1。革兰氏阳性细菌(G + )和放线菌PLFA含量随种植年限呈先增后降趋势。细菌/真菌和G+/G-随种植年限增加呈下降趋势,与1 a相比,30 a时分别下降34.14%、38.87%。土壤pH与总PLFA、G-、细菌、真菌呈显著负相关,与G + /G-呈显著正相关;多酚氧化酶活性与真菌呈显著负相关,与细菌/真菌、G + /G-呈显著正相关。本研究表明:花椒根际理化性质、酶活性和微生物群落结构随种植年限增加发生了显著变化,根际土壤pH、速效磷、速效钾、多酚氧化酶的变化是影响土壤微生物群落与组成的主要环境因子,真菌和G-的增加及多酚氧化酶活性的降低可能是诱导花椒根腐病发生的重要原因。

    紫茉莉开花过程中花色和花色素的变化规律
    周兵, 闫小红, 雷艺涵, 彭超, 陈丽花
    2022, 42(3):  475-482.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.017
    摘要 ( 389 )   HTML ( 30)   PDF (1232KB) ( 273 )  
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    紫茉莉是我国广泛分布的庭院花卉之一,具有丰富的花色。但不同花色紫茉莉在开花过程中的花色变化规律及其呈色机制还不清楚。以紫红色、黄色和白色紫茉莉为研究对象,分别通过色差仪测定法和紫外-可见分光光度法测定了不同开花时期不同花色紫茉莉花色表型及各类色素含量,探讨了其花色和色素变化规律,揭示其呈色机制。结果表明,从花蕾期到盛开期,紫红色紫茉莉花冠由淡绿色转变为紫红色,明度L*值和色相b*值减小,而色相a*值、色度C*值和色度角h值增大,叶绿素含量逐渐下降,类胡萝卜素、花色素苷和总黄酮含量逐渐升高;黄色紫茉莉花冠由淡绿色转变为黄色,盛开期具有最高的色度C*值、色相a*值和b*值,整个开花过程具有较稳定的叶绿素和总黄酮含量,同时具有较高的类胡萝卜素含量;白色紫茉莉花冠由淡绿色转变为白色,过渡期具有最高的明度L*值、色度C*值、色相a*值和b*值,整个开花过程花色素苷和总黄酮含量较低,但随着开花进程逐渐升高,而类胡萝卜素含量稳定,过渡期总叶绿素含量显著低于其他2个时期。可见,不同花色紫茉莉开花过程中花色变化规律存在差异,而其差异性与其相应的色素成分变化密切相关。

    淹水胁迫对星花玉兰及其品种光合特性的影响
    杜习武, 秦俊, 叶康, 胡永红, 陶懿伟, 彭勇政, 沈雁翔, 梁言, 曾丽
    2022, 42(3):  483-491.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.018
    摘要 ( 215 )   HTML ( 29)   PDF (2394KB) ( 227 )  
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    为探究星花玉兰(Yulania stellata)光合生理特性对淹水胁迫的响应规律,采用双套盆法对星花玉兰及其4个品种进行淹水处理,测定不同淹水时间叶绿素含量、比叶面积、光合参数和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:①在淹水胁迫下,各品种叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素变化趋势基本一致,‘皮鲁埃特’和‘菊花’未出现显著性变化,星花玉兰、‘贝蒂’和‘朱迪’呈下降趋势。②各品种的净光合速率(Pn)呈下降趋势,处理组最大净光合速率(Pnmax)与光饱和点(LSP)均显著低于对照组;‘菊花’和‘皮鲁埃特’的暗呼吸速率(Rd)为处理组高于对照组,而‘贝蒂’、‘朱迪’和星花玉兰的Rd在淹水处理后显著降低,光合产物消耗减少。③各品种星花玉兰的最大光化学量子产量(Fv/Fm)均为下降趋势。‘皮鲁埃特’与‘朱迪’有效光化学量子产量(ΦPSⅡ)在淹水胁迫下整体下降幅度较小,分别为8.4%和24.7%;‘菊花’、‘贝蒂’和星花玉兰则下降幅度较大,分别为76.7%、85.7%和64.6%。淹水胁迫影响星花玉兰及其品种光合特性,不同品种有差异,除‘贝蒂’外其余4个星花玉兰品种在处理前7 d时光合作用正常进行,‘皮鲁埃特’具有较强的光合能力和涝害适应能力。研究结果可为筛选适应南方湿涝地区或易积水地区栽植的星花玉兰品种提供理论依据。

    外源脯氨酸对自然干旱下白刺叶片气孔的影响
    魏斌, 李毅, 苏世平
    2022, 42(3):  492-501.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.019
    摘要 ( 238 )   HTML ( 26)   PDF (1397KB) ( 232 )  
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    以大田环境内多年生荒漠植物白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,采用扫描电子显微镜对不同外源脯氨酸质量浓度处理下白刺叶片气孔进行微观结构观察并测定叶片表皮气孔器长度、宽度、面积和密度,比较同一指标在不同脯氨酸质量浓度处理下的差异。采用室外试验研究自然干旱胁迫下喷施质量浓度为50、100、150、200、250 mg·L-1的外源脯氨酸(Proline,缩写为Pro或P)研究白刺的耐旱性。观察结果显示,白刺叶片气孔保卫细胞为肾形,气孔在叶片表皮随机分布,气孔器多为无规则型,气孔呈椭圆形且叶片表面蜡质较少,并且叶片细胞出现褶皱和下陷。与对照相比,在不同质量浓度处理和不同采样时间时,气孔长度、宽度及面积下降,气孔密度增大,随着浓度的升高以及采样时间的变化,气孔长度整体呈现下降趋势,当浓度达到200 mg·L-1时,下降幅度增大,宽度和面积整体呈现先降低后升高再降低的趋势,而气孔密度则整体呈现上升趋势,其中,气孔长度、宽度和面积在质量浓度为50 mg·L-1、采样第1天时达到最大值,气孔密度在质量浓度为150 mg·L-1、采样第9天时达到最大值。此外,气孔长度在不同浓度脯氨酸处理下第1、6和9天存在显著差异,而气孔宽度和面积差异不显著,除第0天外,气孔密度因脯氨酸质量浓度不同均差异显著(P<0.05)。研究结果表明,自然干旱胁迫下对白刺叶片喷施不同质量浓度的外源脯氨酸,可减小气孔长度、宽度和面积,而增加气孔密度,以期为白刺抗旱提供理论依据。

    土壤水分和光强对景东翅子树幼苗生长及光合特性的影响
    张珊珊, 袁春明
    2022, 42(3):  502-511.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.020
    摘要 ( 205 )   HTML ( 29)   PDF (727KB) ( 186 )  
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    以1年生极小种群野生植物景东翅子树(Pterospermum kingtungense)实生苗为研究对象,通过双因子室内受控试验,设置6个土壤水分梯度(100%、90%、80%、60%、40%、30%田间持水量)和4个光强梯度(100%、75%、50%、25%自然光照),研究土壤水分和光强对其幼苗生长(地上部分生物量、地下部分生物量、叶片数量和株高)及光合特性[净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)、气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUE)]的影响。结果表明:①随着土壤水分的减少,景东翅子树幼苗的生长及光合指标呈现先升高后降低的趋势,一般会在田间持水能力W2(32.11%)或W3(28.54%)处理下达到峰值,W6(10.70%)条件下的生长状况最差。②随着光强的降低,除了Ls外,景东翅子树幼苗的4个生长指标及5个光合特性指标均表现出先增加后减少的趋势,且均在光强为L2(75%自然光照)或L3(50%自然光照)条件下表现最佳。③不同土壤水分和不同光强的综合评价得分显示,W2土壤水分和L2光强下的综合评价得分分别最高,证明适量的土壤水分环境和适度遮荫最适于景东翅子树幼苗的生长及其光合作用。④二元线性回归分析结果表明,土壤水分和光强这2个自变量分别对景东翅子树幼苗的生长和光合指标有较强的影响。研究结果可为景东翅子树的幼苗培育及其种群恢复与重建提供理论依据。

    技术与方法
    发根农杆菌介导的尾巨桉遗传转化体系的建立
    罗萍, 张昊楠, 徐建民, 胡冰, 王晓萍, 李光友, 范春节
    2022, 42(3):  512-520.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.021
    摘要 ( 527 )   HTML ( 48)   PDF (3243KB) ( 424 )  
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    发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)的建立对植物功能基因的验证具有重要意义,为了在桉树(Eucalyptus)中建立发根农杆菌介导的遗传转化体系,本研究以不同的发根农杆菌菌株侵染尾巨桉(Eucalyptus urophylla × E. grandis)的叶片和茎段,确定合适的农杆菌菌株和外植体类型,在此基础上开展农杆菌浓度、侵染时间对毛状根诱导的影响。结果表明:采用发根农杆菌菌株MSU440,以叶片为外植体进行发根诱导,最高获得了81.0%的毛状根诱导率,毛状根平均根长达到3.23 cm。在发根农杆菌浓度为OD600=0.3、侵染时间为30 min时,共培养48 h后经过20 mg·L-1卡那霉素筛选培养,通过PCR分子鉴定和GUS染色证实外源基因稳定地整合在桉树毛状根基因组中,转化率达20.2%。初步建立了发根农杆菌介导的桉树遗传转化体系,为桉树基因功能鉴定和进一步的转基因育种奠定基础。